一种节能电解精炼铜用复合添加剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种节能电解精炼铜用复合添加剂，属于电解铜生产工艺技术领域。
【背景技术】
[0002] 电解铜在各个领域都有涉及，最主要用在电子工业中。铜的电解精炼简而言之就 是牺牲阳极的阴极保护法，具体来说就是以粗铜为阳极，待加工的物件作为阴极，以含有铜 离子的溶液作为电解液，进行电解。在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应使铜离 子析出。现在工业上生产一吨电解铜大概消耗260~280kw ? h电能，占电解车间电耗的 85%~90%，占全厂电耗的60%~70%。此外，电解生产期间，阴极铜质量不稳定，易出现 发脆、板面粒子较多、表面有气孔现象。通过大量湿法电解的技术研究表明，在生产实践中 深刻认识到，提尚电流效率、降低能耗，已成为电解生广技术提升的关键。
[0003] 在铜电解过程中，为使阴极铜表面平整、光滑、避免粒子生长，减少阳极泥和电解 液机械地黏附在阴极上的可能性，同时提高电解过程的电流效率，加添加剂是很有必要的。 现在，国内外已经开发出了非常多铜电解精炼添加剂的配方，但大多数都是以胶、硫脲、盐 酸为主要添加剂。国外提出一种以硫脲及其衍生物作为光亮剂，但由于其容易水解并且易 产生有害的硫氰酸胺产物，使镀层变脆，且含硫极性基团容易嵌入镀层影响产品纯度。同时 电镀时间太久体系不稳定，会造成电解能耗过高。电解铜生产属资源消耗大、能耗高、污染 重的产业，因此我国电解铜行业节能减排的任务还任重道远，开发高效节能电解精炼铜用 复合添加剂成为目前的研究重点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是，提供一种节能电解精炼铜用复合添加剂，同时还提供该复合添 加剂的配制方法及利用其生产电解阴极铜。使电解效率多95. 0%，同时制造的电解阴极铜 表面平整无枝晶生长，铜的纯度多99. 9%。其电解精炼铜生成成本低廉，工艺简单。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种节能电解精炼铜用复合添加剂，其特殊之处在于添加剂中包含硫脲类添加 剂、酰胺类添加剂、胶类添加剂、干酪素、氯离子、稀土类添加剂，其中硫脲类添加剂为硫脲
烷基类 硫脲、氨基类硫脲中的一种或任意比例的几种的混合物，酰胺类添加剂为阴离子聚丙烯酰 胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺中的一种或任意比例的几种的混合物，胶类添加 剂为明胶、骨胶中的一种或任意比例的两种的混合物，氯离子为盐酸或氯化铜提供，稀土类 添加剂为铈或镧的盐或者氧化物的一种或任意比例的两种的混合物。
[0007] 上述原料的用量为，每升电解精炼铜电解液中复合添加剂分别为：0. 05~ 9. 0mmol//L硫脲类添加剂、1. 0~500.0 mg/L酰胺类添加剂、0. 05~90.0 mg/L胶类添加剂、 0. 05 ~30.0 mg/L 干酷素、0. 1 ~100.0 mmol/L 氣离子、0. 01 ~5. Ommol/L 稀土类添加剂。
[0008] 上述原料的最佳用量为，每升电解精炼铜电解液中复合添加剂分别为：1.0~ 6. 0mmol//L硫脲类添加剂、10. 0~200. 0mg/L酰胺类添加剂、0. 5~50. 0mg/L胶类添加剂、 0. 1~5. 0mg/L干酷素、0. 5~30.0 mmol/L氣离子、0. 03~1. Ommol/L稀土类添加剂。
[0011] 所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量在100~2200万。所述阴离子聚丙烯酰胺优先 选用分子量在100~500万；所述阳尚子聚丙稀酰胺的分子量在100~2200万。所述阳尚 子聚丙烯酰胺优先选用分子量在800~1200万；所述非离子聚丙烯酰胺的分子量在600~ 1200万。所述非尚子聚丙稀酰胺优先选用分子量在1000~1500万。
[0012] 所述的胶类添加剂为明胶、骨胶中的一种或任意比例的两种的混合物。
[0013] 所述的明胶的分子量为为1~7万的中分子胶；所述骨胶的分子量为3~30万。
[0014] 所述的干酪素的分子量为5. 7~37. 5万。
[0015] 所述的氯离子为盐酸或氯化铜提供。
[0016] 所述的稀土类添加剂为铈或镧的盐或者氧化物的一种或任意比例的两种的混合 物。其中镧盐或者氧化物为硝酸镧、氯化镧、醋酸镧、硫酸镧、氧化镧；所述的铈盐或者氧化 物为硝酸铈、氯化铈、醋酸铈、硫酸铈铵、硫酸铈、氧化铈。
[0017] 本发明的目的在于提供一种可用于节能电解精炼阴极铜生产工艺用复合添加剂， 使用该复合添加剂电解效率多95%，同时制造的电解阴极铜表面平整无枝晶生长，铜的纯 度多99. 9%。其电解精炼铜生成成本低廉，工艺简单。
[0018] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合本发明的具体实施方案，进一步说明本发明的技术方案，但本发明的实 施方式不限于以下具体实施方案。
[0020] 本发明的复合添加剂在节能电解精炼制造阴极铜时，电解液组成为70~170g/L 五水硫酸铜、60~120mL/L浓硫酸（98% )。电解液温度60~70°C，电流密度240~255A/ m2,阴阳极的极间距4. 5~5. 5cm。在生产过程中将添加下述复合添加剂。采用常规的企业 电解精炼铜生产工艺。
[0021] 实施例一：一种可用于节能电解精炼阴极铜生产工艺用复合添加剂，每升电解液
中含有2.0mmol//L甲基硫| 30.0 mg/L非离子聚丙烯酰胺（1000~1500 > 万）、0? 05mg/L明胶（分子量在1~7万）、2. Omg/L干酪素（分子量在5. 7~37. 5万）、 0. lmmol/L氯离子（盐酸）、0. 8mmol/L硝酸铺。采用上述复合添加剂制造的高纯阴极铜表 面平整无枝晶生长，铜的纯度为99. 96%，电解效率为97. 9%。
[0022] 实施例二：一种可用于节能电解精炼阴极铜生产工艺用复合添加剂，每升电
解液中含有〇. 2mmol//L硫| ). 3mmol//L硫代氨基脲 (
0. 5mmol//L丙烯基硫脲 50.0 mg/L阴离子聚丙稀酰胺（100~500万）、 >、 20.0 mg/L明胶（分子量在1~7万）、0? 05mg/L干酪素（分子量在5.7~37.5万）、 10. 0mmol/L氯离子（盐酸）、1. 0mmol/L氯化铺、4. 0mmol/L硫酸镧。采用上述复合添加剂 制造的高纯阴极铜表面平整无枝晶生长，铜的纯度为99. 99%，电解效率为95. 0%。
[0023] 实施例三：一种可用于节能电解精炼阴极铜生产工艺用复合添加剂，每升电解 液中含有4. Ommol//Ll, 3-二乙基硫脲
100.0 mg/L阴离子聚丙稀酰胺 (100~500万）、100.0 mg/L阳离子聚丙稀酰胺（800~1200万）、300.0 mg/L非离子聚丙 烯酰胺（1000~1500万）、10.0 mg/L明胶（分子量在1~7万）、20.0 mg/L骨胶（分子量 在3~30万）、1. Omg/L干酪素（分子量在5. 7~37. 5万）、30.0 mmol/L氯离子（盐酸）、 0. 03mmol/L氯化镧。采用上述复合添加剂制造的高纯阴极铜表面平整无枝晶生长，铜的纯 度为99. 99 %，电解效率为98. 5 %。
[0024] 实施例四：一种可用于节能电解精炼阴极铜生产工艺用复合添加剂，每升电解液
中含有2